路基的強度和穩定性是保證路面穩定的基本條件。沒有堅固、穩定的路基,就沒有穩固的路面。提高路基的強度和穩定性,可以減少路面的厚度,提高路面的使用品質,延長其使用的壽命,降低公路的造價。隨著道路技術等級的不斷提高和高速公路的不斷修建,路基的作用就顯得愈加突出,因而必須確保路基的施工質量,尤其對于過濕路基處理。本文結合津汕高速公路南大港連接線的建設,探討如何做好過濕路段的路基施工。
1、工程概況
沿海高速滄州段,設計標準為平原微丘區,四車道高速公路,原地面為中液限粉質土,該路段由于地勢低洼,含水量較大,路基施工時,經過多次碾壓達不到規范的要求,如果不正確處理,將給工程繼續施工帶來困難,并給公路的使用帶來很大的隱患。
2、 病害分析
過濕土:在潮濕多雨季節或地勢低洼路段,土的天然含水量較高,有時可能超過最佳含水量很多。用各種壓實機具壓實時,由于是短時間荷載或振動荷載,只能通過將土體中的空氣排擠出去而起到壓實作用,欲通過壓實使土中的空氣體積為零。實際上是不可能的,而土中的過多的水在荷載的作用下被擠出而密實度增大,需要很長時間,這是土的固結過程,不是施工碾壓短時間內能完成的。因此,過濕土在初步碾壓時土的團塊互相靠近后,在繼續碾壓,不僅不會提高壓實度,反而會使土體內部產生剪切破壞,出現“彈簧”現象,此時,壓實機具越重,碾壓遍數愈多,“彈簧現象”愈嚴重,使壓實工作無法正常進行。土的過濕是相應于規定的壓實度而言的,當壓實功能確定后,從擊實曲線可以看到含水量超過最佳含水量時,隨著含水量的增加而干密度降低,每一個含水量值在擊實曲線上與一個干密度相對應,如果確定了要求的壓實度K,即可按Kr/100從擊實曲線上得到對應的某一含水量,這個含水量就是要求的最大含水量,超過此含水量的土稱為過濕土。要求的壓實度愈高,土的最大容許含水量就愈接近土的最佳含水量。
當壓實度的值確定后,以Kr/100值劃一橫線交擊實曲線于兩點,此兩點對應的含水量區間,即為壓實適宜含水量的容許范圍,土的含水量超過此范圍之外,即為過濕土或過干土。還可以知道要求的壓實度愈高,壓實時適宜的含水量的容許范圍愈小,此時就必須更嚴格地控制土的含水量,否則就難于達到規定的壓實度。
采用輕型擊實試驗法控制壓實時,土的天然含水量約接近土的最佳含水量,一般情況下,土料隨挖運攤鋪碾壓,不致發生壓實困難。但當采用重型擊實試驗法控制壓實時,由于其對應的最佳含水量絕對值減小,常常小于土的天然含水量,就會出現以下情況:某一種土料,對于輕型壓實時是正常的和可以碾壓的,而采用重型擊實時同一土料卻變成過濕土,碾壓時會出現彈簧現象以致壓實困難。適應修建高等級公路和高級路面而采用重型擊實試驗法控制土擊實,將會更多地遇到過濕土問題,此時往往要采取一些技術措施,方能實現壓實工作。
3、處理措施
3.1 晾曬
晾曬是最簡單的處理過濕土的方法,條件允許可以采用。即將土料翻拌晾曬,使水分蒸發待含水量合適時再整型壓實。
3.2 摻石灰
在濕土中摻加生石灰粉,可以使土的含水量減少,使壓實工作能正常進行并達到要求的壓實度,同時可以使土的物理力學性質得到改善,是一種簡單易行且經濟有效的方法。
將生石灰粉摻入過濕土后,可使土的含水量有較大的降低,其原因有三方面:一是干石灰粉和過濕土的混合,二是石灰粉的水化吸水作用,三是水化過程發熱蒸發和拌和過程中水分的蒸發。因此,濕土含水量降低的程度,與摻人生石灰粉的數量和質量、施工季節、拌和次數和時間等因素有關。
濕土在摻人生石灰粉后,可以改變土的塑性,土的顆粒成團變粗,土的塑性范圍變寬,其塑限提高,改變了土的狀態,使土的實性質有很大的改善。
由試驗可知,濕土在摻人生石灰后形成的石灰土,在相同壓實度要求下,其壓實時適宜含水量的范圍比原素土要大,這些性質的改善有利壓實工作的進行。
采用摻生石灰粉的方法,來解決過濕土的壓實問題,轉化為經石灰粉處理的石灰土的壓實問題,施工時最佳含水量和最大干密度等空話子標準已轉化為石灰土的相應指標,而石灰土與原來的土比較,最佳含水量和最大干密度降低,強度和穩定性有較大的提高??梢圆捎脫郊硬煌瑒┝可曳鄣姆椒ǎ乖^濕土的素土含水量降低到相應石灰土壓實時的最佳含水量或壓實時適應的含水量,從而解決過濕土壓實問題。
當土的天然含水量超出素土最佳含水量很多時,可采用分層摻加生石灰粉, 自下而上“先穩壓后加密”逐層提高壓實度,使路基頂面的壓實度達到要求的標準。
生石灰粉摻入濕土后,水化時吸水體積膨脹,拌和均勻后應經過3~4h,待其充分水化,膨脹基本完成才能進行壓實。施工時可采用就地拌和,使生石灰粉與濕土拌和均勻,具體可參照石灰土的有關規定進行。
3.3 換填砂礫
路堤一般都是利用當地就近土石作填料修筑而成,而公路沿線上土石的類別和性質不同,修筑路基后的穩定性也有很大的差異,應盡可能的選擇當地強度高穩定性好并且便于施工的土石作為路基填料。
碎石、卵石、礫石、粗砂等透水性良好的材料,不易壓縮,強度高且受水的影響小,填筑路基是可不受含水量限制,應分層填筑壓實,此類型應優先選用。用透水性不良及不透水的土填筑時,需要使其含水量接近最佳含水量時進行分層壓實。粉性土的水穩定性,不宜用做路堤材料,在季節性冰凍地區更應注意。重黏土及粘性土可用在不高于5era路堤,但應按水平層次填筑并壓實到要求的密實度。
另外,根據不良土質的情況,也可以采用不同的處理措施。例如挖滲水坑、挖換土等措施。
結束語
總之,不論是路基的強度、穩定性、路基的壓實都直接影響整個工程的質量,所以我們當前不僅要對全面質量管理有一個清楚的認識,而且還要將它應用于施工中,只由很好地控制好路基質量,才能保證道路的總體質量。